DE102015201910A1 - Working medium circuit for a hydrodynamic machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, die zumindest je ein Rotor- und Statorschaufelrad (18, 19) umfasst, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum (2) bilden, der zum Ein- und Ausschalten der hydrodynamischen Maschine mit Arbeitsmedium füll- und entleerbar ist, wobei der Arbeitsmediumkreislauf einen Arbeitsmediumbehälter (5), eine Zuflussleitung (13), eine Entleerleitung (14), einen Wärmetauscher (6), sowie Mittel (20, 11), mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere den Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter (5) in den Arbeitsraum (2) bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere den Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (2) zurück in den Arbeitsmediumbehälter (5) bringbar ist, wobei der Umlauf der Arbeitsflüssigkeit durch das Rotorschaufelrad (18) bewirkt wird. Um eine verbesserte Betriebsbereitschaft zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass zur Be- und Entlüftung der Arbeitsraum (2) über eine Entlüftungsleitung (3) zumindest mittelbar mit einem Raum (4) verbunden ist, der eine Entlüftung (9) gegenüber der Umgebung aufweist und in dem sich Arbeitsmedium sammeln kann.The invention relates to a working medium circuit for a hydrodynamic machine which is arranged in a drive train with a drive motor which comprises at least one respective rotor and stator blade wheel (18, 19) which are arranged in a common housing and together form a toroidal working space (2). form, which can be filled and emptied for switching on and off of the hydrodynamic machine with working fluid, the working medium circuit a working fluid container (5), an inflow line (13), an emptying line (14), a heat exchanger (6), and means (20 , 11), by means of which for a first operating state, in particular the braking operation, the working medium from the working medium container (5) in the working space (2) can be brought, and for a second operating state, in particular the non-braking operation, the working medium from the working space ( 2) back into the working medium container (5) can be brought, wherein the circulation of the working fluid by d as Rotorschaufelrad (18) is effected. In order to achieve an improved operational readiness, it is proposed that for ventilation the working space (2) via a vent line (3) is at least indirectly connected to a space (4) having a vent (9) relative to the environment and in which can collect working medium.
Description
Die Erfindung betrifft einen Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, wie sie in Kraftfahrzeugen wie z.B. Bussen und LKW verbaut wird. Derartige hydrodynamische Maschinen, insbesondere Retarder, weisen immer einen Arbeitsmediumkreislauf auf, in dem das Arbeitsmedium zirkulieren kann. The invention relates to a working medium circuit for a hydrodynamic machine, which is arranged in a drive train with a drive motor, as used in motor vehicles such. Buses and trucks is installed. Such hydrodynamic machines, in particular retarders, always have a working medium circuit in which the working medium can circulate.
Dem Fachmann sind derartige Retarder in unterschiedlicher Ausführung bekannt. Im Wesentlichen umfasst der Retarder einen Stator und einen Rotor welche einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Der Arbeitsmediumkreislauf umfasst im Wesentlichen einen Arbeitsmediumbehälter, eine Zuflussleitung, eine Entleerleitung und einen Kühler. Weiterhin sind Mittel vorhanden, mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter in den Arbeitsraum bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zurück in den Arbeitsmediumbehälter bringbar ist.Those skilled in such retarders are known in different designs. In essence, the retarder comprises a stator and a rotor which form a toroidal working space. The working medium circuit essentially comprises a working medium container, an inflow line, an emptying line and a cooler. Furthermore, means are provided by means of which for a first operating state, in particular braking operation, the working medium from the working fluid container can be brought into the working space, and for a second operating state, in particular non-braking operation, the working fluid from the working space can be brought back into the working fluid container.
Im Bremsbetrieb selbst bildet sich im Arbeitsmediumkreislauf eine Kreislaufströmung aus, durch die das im Arbeitsraum durch die hydrodynamische Strömung erhitzte Arbeitsmedium zum Kühler und von dort zurück in den Arbeitsraum gepumpt wird.During braking operation itself, a circulatory flow is formed in the working medium circuit, through which the working medium heated in the working space by the hydrodynamic flow is pumped to the cooler and from there back into the working space.
Die Entlüftung des hydrodynamischen Kreislaufes erfolgt in über eine im Arbeitsmediumkreislauf eingebaute Be- und Entlüftungseinheit, welche in die Atmosphäre entlüften. Insbesondere ist die Belüftung und Entlüftung wichtig, um schnell von einem Betriebszustand in den anderen schalten zu können und um ein vermischen der Luft mit dem Arbeitsmedium zu verhindern, wobei beim Schalten der Arbeitsraum entweder entlüftet oder belüftet werden muss. Zur Verhinderung das Arbeitsmedium in die Umgebung gelangt sind unterschiedliche Mittel bekannt. Weiterhin ist zu verhindern, dass das Arbeitsmedium verschmutzt wird, wodurch die Betriebsbereitschaft zumindest vermindert wird. The venting of the hydrodynamic circuit takes place via a built-in working fluid circuit ventilation and bleeding unit, which vent into the atmosphere. In particular, the ventilation and venting is important in order to switch quickly from one operating state to the other and to prevent mixing of the air with the working fluid, which when switching the work space must either vented or vented. To prevent the working medium enters the environment different means are known. Furthermore, it must be prevented that the working fluid is contaminated, whereby the operational readiness is at least reduced.
Als Arbeitsmedium für Retarder sind Öle oder wässrige Lösungen, insbesondere Kühlwasser aus dem Fahrzeugkühlkreislauf, bekannt. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen ist es erforderlich ein Austreten von Arbeitsmedium in die Umgebung zu verhindern und die Wechselintervalle für das Arbeitsmedium zu verlängern.As a working medium for retarder oils or aqueous solutions, in particular cooling water from the vehicle cooling circuit, are known. Due to the increased requirements, it is necessary to prevent leakage of working medium into the environment and to extend the replacement intervals for the working medium.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitsmediumkreislauf vorzuschlagen, der eine verbesserte Betriebsbereitschaft aufweist.The object of the invention is to propose a working medium circuit having an improved operational readiness.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Lösungsvarianten sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen beschrieben. According to the invention this object is achieved with a working medium circuit for a hydrodynamic machine according to
Der Arbeitsmediumkreislauf für eine hydrodynamische Maschine, die in einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor angeordnet ist, umfasst zumindest je ein Rotor- und Statorschaufelrad, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden, der zum Ein- und Ausschalten der hydrodynamischen Maschine mit Arbeitsmedium füll- und entleerbar ist, wobei der Arbeitsmediumkreislauf einen Arbeitsmediumbehälter, eine Zuflussleitung, eine Entleerleitung, einen Wärmetauscher, sowie Mittel, mittels denen für einen ersten Betriebszustand, insbesondere den Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsmediumbehälter in den Arbeitsraum bringbar ist, und für einen zweiten Betriebszustand, insbesondere den Nicht-Bremsbetrieb, das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zurück in den Arbeitsmediumbehälter bringbar ist, wobei der Umlauf der Arbeitsflüssigkeit durch das Rotorschaufelrad bewirkt wird. The working medium circuit for a hydrodynamic machine, which is arranged in a drive train with a drive motor, comprises at least one rotor and Statorschaufelrad, which are arranged in a common housing and together form a toroidal working space, which is used to turn on and off the hydrodynamic machine Working medium can be filled and emptied, wherein the working medium circuit a working fluid container, an inflow line, an emptying line, a heat exchanger, and means by which for a first operating state, in particular the braking operation, the working medium from the working fluid container can be brought into the working space, and for a second operating state, in particular the non-braking operation, the working medium from the working space can be brought back into the working medium container, wherein the circulation of the working fluid is effected by the rotor blade wheel.
Weiterhin ist vorgesehen, dass zur Be- und Entlüftung der Arbeitsraum über eine Entlüftungsleitung zumindest mittelbar mit einem drucklosen Raum verbunden ist, der eine Entlüftung gegenüber der Umgebung aufweist und in dem sich Arbeitsmedium sammeln kann.It is further provided that for ventilation of the working space via a vent line is at least indirectly connected to a non-pressurized space having a vent to the environment and in which can collect working fluid.
Des Weiteren kann das Arbeitsmedium der hydrodynamischen Maschine Öl sein und der Raum kann der Ölbehälter des Antriebsmotors oder des Getriebes sein. Die Be- und Entlüftung des Arbeitsraums wird dadurch vereinfacht. So kann vorgesehen sein, die Be- und Entlüftung des Arbeitsraumes mit dem Luftraum des Getriebes oder Antriebsmotors zu verbinden und so die Be- und Entlüftungseinrichtung des Getriebes oder Antriebsmotors auch für den Arbeitsraum zu nutzen. Furthermore, the working medium of the hydrodynamic machine may be oil and the space may be the oil reservoir of the drive motor or the transmission. The ventilation of the working space is simplified. Thus, it can be provided to connect the ventilation of the working space with the air space of the transmission or drive motor and so to use the ventilation of the transmission or drive motor for the work space.
Dabei kann die Verbindung intern über das Retarder-, Getriebegehäuse bzw. Verbrennungsmotorgehäuse oder über eine externe Leitung erfolgen. Diese Lösung ist sowohl für Retarder mit einem gemeinsamen Ölhaushalt mit dem Getriebe oder Verbrennungsmotor denkbar, als auch für Retarder mit einem separaten Ölsumpf oder Ölhaushalt. Dabei sind die eingesetzten Öle von Getriebe und Retarder bzw. Verbrennungsmotor und Retarder derart gewählt, dass diese zumindest miteinander vermischbar sind.The connection can be made internally via the retarder, transmission housing or combustion engine housing or via an external line. This solution is conceivable both for retarders with a common oil budget with the gearbox or internal combustion engine, as well as for retarders with a separate oil sump or oil balance. The oils used by transmission and retarder or internal combustion engine and retarder are chosen such that they are at least intermixable with each other.
Des Weiteren kann bei der Ausführungsvariante mit separatem Ölsumpf des Retarders, der Raum zumindest mittelbar über eine Ausgleichsleitung mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden sein. So können die Ölmengen der beiden Ölhaushalte über einen internen Kanal oder einer externen Leitung miteinander ausgeglichen werden. Furthermore, in the embodiment variant with a separate oil sump of the retarder, the space can be at least indirectly via a Compensation line to be connected to the working fluid container. This way, the oil quantities of the two oil households can be balanced out via an internal duct or an external pipe.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Raum auf einem geodätisch höherem Niveau angeordnet ist als der Arbeitsmediumbehälter und derart mit dem Arbeitsmediumbehälter verbunden ist, dass das Arbeitsmedium aus diesem atmosphärisch verbundenen Behälter in den Arbeitsmediumbehälter schwerkraftbedingt abfließt, so dass keine separate Pumpe benötigt wird.It is advantageous if the space is arranged on a geodetically higher level than the working fluid container and is connected to the working fluid container that the working fluid from this atmospherically connected container flows into the working fluid container by gravity, so that no separate pump is needed.
Weiterhin kann in der Ausgleichsleitung ein Ventil angeordnet sein, um den Zufluss in den Arbeitsmediumbehälter beeinflussen zu können und um diese Verbindung trennen zu können.Furthermore, a valve can be arranged in the compensation line in order to be able to influence the inflow into the working medium container and to be able to separate this connection.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass das Mittel zum Schalten der Betriebszustände eine Pumpe umfasst. Mittels der Pumpe kann einmal der Arbeitsraum mit Arbeitsmedium befüllt werden und andererseits die im Bremsbetrieb auftretenden Leckageverluste ausgeglichen werden. Furthermore, it can be provided that the means for switching the operating states comprises a pump. By means of the pump, once the working space can be filled with working fluid and on the other hand, the leakage losses occurring during braking operation can be compensated.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Pumpe zumindest drei Regelbereiche auf, einen ersten Regelbereich während des Befüllens der hydrodynamischen Maschine, einen zweiten Regelbereich während des Bremsbetriebs und einen dritten im Nicht-Bremsbetrieb. In a preferred embodiment, the pump has at least three control ranges, a first control range during filling of the hydrodynamic engine, a second control range during braking operation and a third in non-braking operation.
Weiterhin kann in einer Ausführung der Pumpe ein Filter vorgeschaltet sein, so dass immer sichergestellt ist, dass die für den Retarderbetrieb erforderliche Ölqualität gewährleistet ist. Furthermore, in one embodiment of the pump, a filter may be connected upstream, so that it is always ensured that the oil quality required for the retarder operation is ensured.
Weiterhin kann bei hydrodynamischen Öl-Retardern mit gemeinsamen Ölhaushalt mit dem Getriebe, die Pumpe eine retarder- oder getriebeseitige Verdrängerpumpe sein, mittels der beide Aggregate mit Öl versorgt werden. Furthermore, in hydrodynamic oil retarders with common oil budget with the gearbox, the pump may be a retarder- or transmission-side positive displacement pump, by means of which both units are supplied with oil.
Weiterhin kann zur Schnellentleerung des Arbeitsraums eine schaltbare Schnellentleerungsleitung vorgesehen sein. Furthermore, a switchable quick drain line can be provided for rapid emptying of the working space.
Zudem ist auch eine Variante denkbar, bei der der Raum, den Ölbehälter des Antriebsmotors und den Arbeitsmediumbehälter umfasst und ein gemeinsamer Behälter gebildet wird. In addition, a variant is conceivable in which the space, the oil reservoir of the drive motor and the working medium container comprises and a common container is formed.
Die Pumpe kann im Nicht-Bremsbetrieb des Retarders auch derartig mit dem Ölkreislauf verbunden/verschaltet sein, dass zur Kühlung kontinuierlich ein Ölstrom vom Raum des Antriebsmotors oder des Getriebes und/oder Arbeitsmediumbehälters durch den Wärmetauscher des Retarders gepumpt wird.The pump can also be so connected / connected in non-braking operation of the retarder with the oil circuit that is continuously pumped for cooling an oil flow from the space of the drive motor or the transmission and / or working fluid container through the heat exchanger of the retarder.
Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Arbeitsmediumkreislaufs und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further features of the working medium circuit according to the invention and further advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.
In diesen zeigen:In these show:
Der Arbeitsmediumkreislauf besteht aus einem Arbeitsmediumbehälter
Über die Schaltstellung der Ventile der Ventileinheit
Alternativ kann die in
Die Entlüftung des Arbeitsraums
Vor oder in der Be- und Entlüftungseinheit (
Zum Ausgleich von Ölverlusten, die über die Entlüftungsleitung in den Raum
In
Dazu wird der Auslass der Verdrängerpumpe
Als Verdrängerpumpe kann sowohl eine regelbare wie auch eine nicht regelbare Pumpe eingesetzt werden. Eine regelbare Pumpe hat den Vorteil, dass im Nichtbremsbetrieb die mechanische Leistungsaufnahme der Pumpe
Bei hydrodynamischen Öl-Retardern mit gemeinsamen Ölhaushalt mit dem Getriebe, kann bei Getrieben mit eigener Pumpe
Zur Kühlung ist ein Wärmetauscher
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Retarder retarder
- 22
- Arbeitsraum working space
- 33
- Be- und Entlüftungsleitung Ventilation line
- 44
- Ölbehälter Antriebsmotor oder Getrieb Oil reservoir drive motor or gearbox
- 55
- Arbeitsmediumspeicher Working medium memory
- 66
- Wärmetauscher heat exchangers
- 77
- Ölausgleichsventil Oil equalization valve
- 88th
- Ausgleichsleitung compensation line
- 9 9
- Be- und EntlüftungVentilation
- 1010
- Ventile valves
- 1111
- Pumpe pump
- 1313
- Zuflussleitung inflow line
- 1414
- Entleerleitung emptying
- 1515
- Filter filter
- 1616
- Schaltventil für Kühlung im Nicht-Bremsbetrieb Switching valve for cooling in non-braking operation
- 1717
- Rückflussleitung Return line
- 18 18
- Rotorrotor
- 1919
- Stator stator
- 20 20
- Druckbeaufschlagungsvorrichtungpressurizing
- 2121
- Steigkanal rising channel
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |